إيجابيات وسلبيات بطارية ليثيوم أيون

لقد مر عقدين من الزمن منذ الظهور التجاري لبطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن ، وهي اليوم تهيمن على السوق باعتبارها الخيار الأفضل للطاقة المحمولة. ج. كان لويس رائدًا في العمل على هذه البطاريات منذ عام 1912 كوسيلة للتغلب على عدم الاستقرار المتأصل في معدن الليثيوم عالي التفاعل. تتميز بطارية الليثيوم أيون بالعديد من المزايا - مثل المتانة والصداقة البيئية - على الرغم من أن لها نصيبًا من العيوب.

ربما تكون كثافة الطاقة العالية لبطارية الليثيوم أيون أكبر ميزة لها على إعادة الشحن الأخرى. من حيث الوزن والحجم ، يتفوق على المنافسة ، حيث يخزن ما يصل إلى 150 واط / ساعة من الطاقة في كيلوغرام واحد. من ناحية أخرى ، تخزن حزم بطاريات هيدريد معدن النيكل (NiMH) 60 إلى 70 واط / ساعة فقط لكل كيلوغرام ، وتبلغ ذروتها عند مستوى منخفض نسبيًا 100. تعتبر بطاريات الرصاص الحمضية أسوأ من ذلك ، حيث تخزن 25 واط / ساعة لكل كيلوغرام - أي ما يعادل سدس سعة بطارية أيون الليثيوم. فيما يتعلق بكثافة الطاقة ، فإن بطارية الليثيوم أيون هي بلا شك بطل الجنيه مقابل الجنيه.

بينما تفقد بطارية NiMH أو بطارية النيكل والكادميوم (NiCd) ما يصل إلى 20 في المائة من شحنتها في شهر واحد ، تفقد بطارية الليثيوم أيون حوالي 5 بالمائة ، مما يجعلها الخيار الأمثل للمسافرين الذين يحملون الأجهزة الإلكترونية معدات. ومع ذلك ، يتطلب التخزين المطول أن تحتفظ بطارية الليثيوم أيون بنسبة 40٪ على الأقل يؤدي تخزين بطارية مستنفدة بالكامل إلى تقليل العمر الافتراضي لها بشكل كبير. تعمل درجات حرارة التخزين المنخفضة التي تصل إلى -4 درجة فهرنهايت بشكل أفضل لفترات طويلة ، على الرغم من أن حزم بطاريات الليثيوم أيون الأحدث تعمل بشكل جيد بعد التخزين المطول في درجة حرارة الغرفة.

غالبًا ما تتجاوز تكلفة متوسط ​​بطارية الليثيوم أيون تكلفة بطاريات NiMH و NiCd من نفس السعة. من أجل التشغيل الآمن ، يزود المصنعون عبوات بطاريات الليثيوم أيون بدائرة حماية ، والتي تحد من جهد الخلية أثناء الشحن والتفريغ إلى نطاق آمن محدد. يترجم التعقيد الذي ينطوي عليه تصنيع هذه الدائرة إلى تكلفة إضافية. ومع ذلك ، على الرغم من التكاليف الأولية المرتفعة ، فإن ناتج طاقة بطارية الليثيوم أيون بمرور الوقت يجعلها في نهاية المطاف أكثر اقتصادا من البطاريات الأخرى القابلة لإعادة الشحن والتي يمكن التخلص منها. يمتد العمر الافتراضي لبطارية الليثيوم أيون النموذجية إلى حوالي سنتين إلى ثلاث سنوات.

لا يوجد حاليًا شيء مثل بطارية ليثيوم أيون عالمية ؛ يقوم المصنعون بتصميمها لتناسب أجهزة معينة. على عكس بطاريات NiMH و NiCd ، لا تأتي بطاريات الليثيوم أيون بأحجام خلايا قياسية مثل AA و C و D. أيضًا ، نظرًا لأن التفريغ الكامل أو الشحن الزائد يؤدي إلى تلف أو تقصير عمر بطارية ليثيوم أيون ، فإن شواحنها تأتي أيضًا مع دوائر متطورة وبالتالي فهي أكثر تكلفة.